Question

【題目】在一次測量小燈泡額定功率的實驗中，所用電源由兩節(jié)新干電池串聯(lián)組成，小燈泡上標有“2.5V”字樣（小燈泡額定功率約為0.6W）．小剛連接了如圖甲所示的電路．

（1）同組的小明發(fā)現(xiàn)該電路連接存在問題，如果閉合圖甲所示電路的開關，則電壓表的示數(shù)約為_________V，電流表的示數(shù)約為________A．

（2）小明主張拆了以后重新連接，可是時間來不及了，小剛在圖甲電路中只改變了某根導線一端的接點位置，而后電路就能測量小燈泡的額定功率了．請在需要改動的導線上打“×”，并畫出正確的接線______．

（3）待改接好電路后，小剛同學移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖乙所示的圖象．根據(jù)圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是____W，該圖象不是直線，主要原因是_________；

（4）小明想通過實驗來比較燈泡“實際電壓是額定電壓一半時的電功率P1”和“實際電流是額定電流一半時的電功率P2”的大小，但小明的同學沒有通過實驗也比較出了它們的大小，P1應________P2（選填“大于”、“小于”或“等于”）．

（5）實驗過程中，小明這組的電流表燒壞，老師另給了一只電阻箱，他利用電阻箱和余下部分器材設計了如圖丙所示的電路，也測出了小燈泡的額定功率．小明的實驗方法如下：

①根據(jù)電路圖連接實物電路；

②只閉合開關S1、S3，調節(jié)滑動變阻器，使__________；

③斷開S3，閉合S2，調節(jié)__________，達到步驟②中同樣的效果，讀出相應的數(shù)值．

④根據(jù)有關公式，計算出燈泡的額定功率___________．

Answer 1

【答案】 3 0 0.75 燈絲電阻受溫度的影響 略 大于 電阻箱

【解析】（1）由圖可知，電流表與燈泡并聯(lián)了，故燈泡被短路，電壓表串聯(lián)在電路中，此時電壓表測量的是電源電壓，電源由兩節(jié)干電池組成，則電壓表所示為3V；此時電路相當于斷路，故電流表的示數(shù)為0A；

（2）電壓表應并聯(lián)在燈的兩端，電流表應串聯(lián)在電路中．將燈泡與滑動變阻器相連的導線去掉，并改接在電源負極，如下圖所示，

（3）根據(jù)圖乙可知，當燈泡兩端電壓為2.5V時，通過小燈泡的電流為0.3A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W，因為燈絲的電阻與溫度有關，所以燈泡的I-U圖象為曲線；

（4）燈泡的I-U圖象，如圖所示：

；

燈泡的實際電壓為其額定電壓一半時，如圖中紅線所示，燈泡的實際電流等于額定電流一半時，如圖中綠線所示，比較可知，燈泡的實際電壓為其額定電壓一半時，其電壓與電流的乘積較大，即P1＞P2；

（5）在上面分析的基礎上，實驗方案如下：

①閉合開關S1，S3，移動變阻器的滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V；

③斷開S3，閉合S2，調節(jié)電阻箱，使電壓表的示數(shù)仍然為2.5V，讀出電阻箱連入電路的阻值R，此時電阻箱的阻值R與燈泡的電阻是相等的；

④燈泡正常發(fā)光時，其兩端的電壓為2.5V，燈泡的電阻與電阻箱的阻值R相同，則小燈泡額定功率的表達式為：P=(2.5V)2/R